Моделирование монолитных детекторов позитронно-эмиссионных томографов на основе кристаллов Lu$_2$SiO$_{5-z}$:Y$^{3+}$:Ce$^{3+}$:Ca$^{2+}$

В. С. Цхай, М. В. Белов, В. А. Козлов, М. В. Завертяев

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия

Аннотация: Исследована зависимость характеристик монолитных детекторов позитронно-эмиссионных томографов от толщины сцинтилляционного кристалла и степени обработки поверхности. Для оценки разрешающей способности пластины использовалась искусственная нейронная сеть. Для расчетов применялась модель детектора на основе GEANT4. Модель состояла из кристалла Lu$_2$SiO$_{5-z}$:Y$^{3+}$:Ce$^{3+}$:Ca$^{2+}$ с лицевой стороной 57.6 $\times$ 57.6 mm, соединенного с 64-канальным кремниевым фотоумножителем. Данные набирались для четырех вариантов детектора. Детектор облучался изотропным источником $\gamma$-квантов энергии 511 keV, находившимся на удалении в 35 cm. Наилучший результат был получен для детектора с 6 mm пластиной с грубой полировкой с разрешением 0.57 $\pm$ 0.01 mm в плоскости XY и 0.89 $\pm$ 0.01 mm по глубине (координате Z).

Ключевые слова: сцинтилляционные детекторы, позитронно-эмиссионная томография, искусственные нейронные сети, моделирование.

Поступила в редакцию: 10.06.2025
Исправленный вариант: 21.07.2025
Принята в печать: 23.07.2025

DOI: 10.21883/0000000000

Реферативные базы данных:

•